[實用新型]基于直徑漸變式遮擋片的光纖傳感器

有效

• 申請號: 201020223510.2
• 申請日: 2010-06-12
• 公開（公告）號: CN201780115U
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 趙燕;張紅菊;孫博;李寶奇;米磊;姚勝利;賀正權;李小紅;楊向輝;劉釗;韓笑路
• 申請（專利權）人: 飛秒光電科技（西安）有限公司
• 主分類號: G01D5/26
• 分類號: G01D5/26
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

技術領域

本實用新型涉及一種光纖傳感器，特別是一種遮擋式光纖傳感器。

背景技術

光纖傳感技術是20世紀70年代伴隨光通信技術的發展而迅速發展起來的一門新的技術，經過二十多年的發展，已經成為一個成熟的技術領域，并且在工業、石油和電力等行業得到廣泛應用。光纖傳感器，是以光纖為訊號載體，對環境溫度、濕度、氣體濃度等進行檢測的器件，具有著超長距離、低損耗傳輸的特點。

傳統傳感器分為電子式和機械式兩種。電子式傳感器具有靈敏度高，測量精度高等優點，但其工作環境具有一定的局限性，不適合用于電磁環境、長期處于高濕度環境及不能遠距離傳輸；機械式傳感器，對環境要求較低，但不適用于密閉環境或者遠距離監控的場所，因此現有的傳感器在生產、生活中推廣應用時還仍然存在著一定的局限性。

實用新型內容

為了解決現有傳感器技術中所存在的諸多缺陷，本實用新型提供了一種具有穩定性好，運行可靠，適用于電磁、密閉、易燃易爆環境等特點并且可實現遠距離傳輸和監控的基于直徑漸變式遮擋片的光纖傳感器。

本實用新型解決技術問題的技術方案是：

一種基于直徑漸變式遮擋片的光纖傳感器，其特殊之處在于：包括用于敏感物理量的轉動式敏感元件、將轉動式敏感元件的轉動角度轉換為相應光信號的光強度探測單元、向光強度探測單元提供光信號并接收其輸出光信號的光發射接收單元、將光發射接收單元接收的光信號轉換為相應電信號的光電轉換單元；

所述光強度探測單元包括與轉動式敏感元件的芯軸同軸固連的直徑漸變式遮擋片、分別設置在直徑漸變式遮擋片兩側相對位置的全反射鏡和準直器，所述準直器通過光纖與光發射接收單元相連；

所述準直器可發出直徑為A的有效光斑；

所述直徑漸變式遮擋片的直徑在轉動式敏感元件的轉動角度范圍內沿著圓周方向均勻減少，減少幅度為A；

所述在光纖傳感器的起始位置時準直器的光斑恰好被遮擋片完全擋住。

上述光強度探測單元還包括密封腔體，所述轉動式敏感元件的芯軸穿過密封腔體的一端面，所述轉動式敏感元件設置在密封腔體外側，所述直徑漸變式遮擋片、全反射鏡、準直器設置在密封腔體內側，所述光纖穿過密封腔體的另一端。

上述光發射接收單元包括光源、隔離器、光分路器、探測器、光源檢測器；所述光源的輸出端連接隔離器的輸入端；所述光分路器的輸入端分別與隔離器的輸出端以及探測器的輸入端相連；所述光分路器的輸出端分別與光源光源檢測器及準直器相連。

上述轉動式敏感元件為基于盤狀游絲的敏感元件，所述盤狀游絲的外端部固定，其內端部與芯軸固連。

上述盤狀游絲外面設置有保護套；所述保護套固定在密封腔上。

上述轉動式敏感元件的轉動角度范圍為0～180°。

上述盤狀游絲為單面涂有聚酰亞胺膜的彈性銅皮。

上述聚酰亞胺膜的厚度是0.1～0.2mm。

本實用新型優點：

本實用新型盤狀游絲包括彈性銅皮的基底，而且在其一側涂有0.1～0.2mm左右的聚酰亞胺膜，這樣在濕度發生變化時，緊附在銅皮一側的聚酰亞胺膜體積發生變化，使盤狀銅皮由于兩側所受應力不同而產生盤緊或放松的形變，固定最外沿銅皮，盤心位置的銅皮就會帶動與其連接在一起的連接芯軸發生轉動。通過探測器測到光經偏心遮擋片遮擋后的光強，就可以顯示實時的濕度值。

本實用新型的相對穩定性高且運行可靠，同時也適用于電磁、密閉、易燃易爆環境并實現遠距離傳輸和監控。

附圖說明

圖1為本實用新型轉動式敏感元件和光強度探測單元的原理示意圖；

圖2為本實用新型轉動式敏感元件和光強度探測單元的結構剖視圖；

圖3為本實用新型光斑遮擋片的結構示意圖；

圖4為本實用新型的光發射接收單元的原理示意圖。

圖中：1--轉動式敏感元件，2--光強度探測單元，3--光發射接收單元，4-芯軸，5--漸變式遮擋片，6-全反射鏡，7-準直器，8-密封腔體，9-光斑，10-盤狀游絲，11-保護套，12-固定座，13-軸套，14-光源，15-隔離器，16-光分路器，17-光源檢測器，18-探測器，19-光纖。

具體實施方式

參見圖1和圖2，本實用新型所涉及的光纖傳感器，包括用于敏感物理量的轉動式敏感元件1、將轉動式敏感元件1的轉動角度轉換為相應光信號的光強度探測單元2、向光強度探測單元2提供光信號并接收其輸出光信號的光發射接收單元3、為光發射接收單元3提供能量并將接收的光信號轉換為相應電信號的光電轉換單元；